オキセタン基を含有する可塑剤を用いた有機半導体層の改善された架橋方法
半導体フィルムは、前記物質のＴｇより低い混合物のＴｇを与える、半導体材料（ポリマーＰＩ）および物質（可塑剤化合物１９）の混合物で基板表面を被覆し、前記物質を架橋することにより基板上に形成する。多層電子デバイスは架橋された半導体フィルムをこの方法により基板上に形成し、第２のフィルムの形成物質の溶液または懸濁液の堆積により前記フィルム上に層を形成する、架橋された半導体フィルムは実質的に第２のフィルムの形成に用いる溶媒または分散剤に不溶である、ことにより製造することができる。本発明は、例えば電界効果トランジスタ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機太陽電池および有機レーザーを作製するのに用いることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体層およびそれを含有する電子デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
多層有機電子デバイス、例えば有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機太陽電池および有機レーザーにおいて、１種または２種以上の半導体層を含有するのが望ましい。有機半導体層は、例えば発光層または正孔および／または電子を搬送するための電荷輸送層を含有する。
【０００３】
かかる有機半導体層は、活性分子の真空蒸着により堆積することができ、それらは電気または発光特性に関与する（分子が低分子量の場合）が、多くの高分子量材料では困難かつ高価または非実用的であるので、基板に被覆し、蒸発させて強化フィルムとすることにより分散液または溶液から堆積するのが望ましい。かかるデバイスにおいてしばしば多層構造を形成するのが望ましいが、先に形成された層がその後に形成する層の堆積に用いる液体と同一の液体に可溶性または分散性を有する場合、層の混ざり合いまたは浸食が起こり、デバイスの性能が劣化する。
【０００４】
これを克服するために、「直交（orthogonal）」溶媒／分散剤の対を用いることが提案されてきており、第１層に影響しない第２層等に用いる溶媒／分散剤が選択される。しかし、多くの欠点が存在する。それらの選択に制限があるため、このような溶媒は一方または両方の層に理想的なものではなく、いくつかの成功が得られていても、依然として第１層へのいくらかのアタックが起こり得る。接触している層が、例えば化学的に類似しているために同様の溶解特性を有する場合はこの手段を用いることができない。このようなシステムでは、１つの溶媒が極性液体、代表的には水であり、他の溶媒は非極性である。しかし、水は除去するのが困難であり、除去されないとそれ自体がデバイスの性能を劣化させる。
【０００５】
適切な架橋性の活性分子および光開始剤、例えば光酸触媒（photoacid catalyst）を用いて基板をスピンコートにより被覆し、活性分子を適当な波長の光に曝すことにより架橋する方法がMuller等、Synthetic Metals, 111-112 (2000) 31〜34頁に開示されている。この方法により、その後の層の形成に用いる溶媒中で不溶性の層を形成することができる。Muller等、Nature, 421 (2003) 829〜833頁は、発光層により基板を被覆し、マスクを介して光を通過させることにより層の領域を架橋し、残存する層を洗浄除去し、および２つの他の光エミッタを異なる領域に用い、それにより画素を形成するプロセスを繰り返すことによりＲＧＢ（赤、緑、青）マトリックスディスプレイを形成する同様の技術を適用する。これらの両方の参照文献は、架橋用の活性分子としてオキセタン基の使用を記載している。かかる基の使用は、Nuyken等による、Macromol. Symp., 107 (1996) 125〜138頁に記載されているようにフィルムの収縮を低減（５％未満）させるといわれている。収縮は電流を漏出させ、最終的に短絡させる微小ひび割れを生じさせ得る。
【０００６】
国際公開第９７／３３１９３号は、架橋性基（cross-linkable group）を有するアリールアミン、これらの材料から調製されるフィルムならびにエレクトロルミネッセントおよび重合体ＬＥＤにおける、および電荷輸送材料としてのそれらの使用を開示する。その研究は架橋剤の基としてのオキセタン単位の使用を主張および例示していない。国際公開第０２／１０１２９号は、少なくとも１つのＨ基が式Ａで表されるオキセタン単位によって置き換えられている低分子量または高分子化合物の使用を記載し、ＬＥＤ中の電位放出層として架橋フィルムにおけるこれらの材料の使用を明記するだけでなく、有機レーザー、太陽電池、導波路または集積回路等の他の多層構造におけるそれらの使用の可能性を検討している。
【０００７】
【化１】
【０００８】
さらに、この型の例がMeerholzによりMacromolecular Rapid Communications, 20 (2000) 224〜228頁および21, (2000) 583〜589頁、ならびに同様にSynth. Metals, 111〜112 (2000) 31〜34頁に記載されている。これらの論文は、非共役基により互いに結合し、高分子正孔輸送層を形成しているＮ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）の官能基化した誘導体の使用を検討している。これらの非共役基は、有機半導体層としてのこれらの材料の有効性を低下させる。Meerholz等はまたChem. Phys. Chem., 4 (2000) 207頁に、置換されたＴＰＤ単位が異なる数のベンゼンスペーサーにより窒素（１または２）の間を結合し、次いでモノマーがオキセタンカップリング単位を用いて架橋し、上記の非共役高分子構造を形成するこの研究の続きを記載している。
【０００９】
先行技術において、処理温度より高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリマーが用いられる場合、許容される程度の架橋を達成するのは困難である。架橋反応の程度を最大にするため、ポリマーのＴｇに近い温度で処理を行うのが望ましい。本発明においては、できるだけ室温に近い処理温度を用いるのが好ましく、したがって、例えばＴｇ６０〜１００℃の低いＴｇの組成物が好ましい。
【００１０】
本発明の一つの目的は、有機半導体層の架橋を最適化し、それにより上塗りが可能で、収縮または微小ひび割れが最小となる不溶性層を提供することである。望ましくは、架橋は電荷移動度または電気特性には顕著に影響しない。
【００１１】
本発明は、半導体材料と、得られる架橋前の混合物のＴｇが上記半導体材料のＴｇより低くなるＴｇをもたらす物質との混合物で基板を被覆し、上記半導体材料を架橋することにより半導体層を製造する方法を含む。
【００１２】
この方法は、上記物質が反応および／または蒸発により消費され、層が架橋反応中により高いＴｇに到達しても、微小ひび割れが最小である（光学的手段および電気特性評価により判断して）、より応力の小さい層を形成できると考えられている。上記物質の使用は、有利かつ予想外であることに電荷移動度等の半導体材料の電気特性に顕著な影響を及ぼさない。架橋は好ましくは混合物のＴｇに近い温度、好ましくはその±２０℃以内で行う。好ましくは上記物質それ自身が半導体材料を架橋可能な官能基（架橋性基）を含有する。また、好ましくは半導体材料は半導体材料を架橋することが可能な官能基を含有する。
【００１３】
半導体材料は好ましくは有機半導体材料を含有する。半導体材料は好ましくは半導体ポリマー、より好ましくは少なくとも１個の架橋性基を有するπ−共役半導体ポリマーを含有する。架橋性基は、好ましくは少なくとも１個、好ましくは少なくとも４個、より好ましくは少なくとも６個、例えば６〜１２個の四面体炭素原子を含有する連結基により半導体ポリマーに連結する。連結基は、例えば炭化水素またはポリエーテル鎖を含有してもよい。好ましくは、π−共役半導体ポリマーは架橋反応の開始においてπ−共役半導体ポリマーのＴｇを低下させる物質との反応により架橋されている。好ましくは、上記物質は架橋官能基も有する。
【００１４】
π−共役半導体ポリマーは好ましくは、例えば少なくとも１つのポリ（ｐ−フェニレン−ビニレン）、ポリフルオレン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリチオフェン、ポリピロールまたはトリアリールアミン単位から選ばれたπ−共役単位を含有する。該ポリマーは好ましくは２〜４００個の共役単位、より好ましくは５〜２００個の共役単位、最も好ましくは７〜１４０個の共役単位を含有する。好ましくはπ−共役半導体ポリマーは、少なくとも５重量％、より好ましくは少なくとも４０重量％、例えばさらに好ましくは少なくとも９０重量％のトリアリールアミン単位（それらの関連する架橋基を含む）を含有する。好ましくはπ−共役半導体ポリマーは、下記の式７に関連して示される、場合によって置換されているトリアリールアミン単位およびそれらの関連する架橋基のみからなる。π−共役半導体ポリマーのブロックまたは単位は、必要に応じて非共役結合基により連結していてもよい。
【００１５】
多くの架橋性基の一つ、例えば国際公開第９７／３３１９３号、参照文献により開示内容が本願に組み込まれる、に記載の架橋性基を用いることができ、特に架橋が光化学的に行われる場合、オキセタン基の使用は光化学反応においてよく機能し、層の過剰な収縮およびひび割れを最小にするのに役立つ。好ましくは架橋性基は半導体ポリマーおよびオキセタン基を含有する混合物のＴｇを低下させる物質の両方に存在する。
【００１６】
本発明において、好ましい架橋性基は式Ａで表されるオキセタン部分である。
【化２】
【００１７】
式中、Ｒは、場合によって炭素原子数１〜２０、より好ましくは炭素原子数１〜１０、最も好ましくは炭素原子数１〜６の置換された直鎖もしくは分岐アルキル基、またはアルコキシアルキルもしくはチオアルキル基；あるいはＲは場合によって炭素原子数２〜２０、より好ましくは炭素原子数２〜１０、最も好ましくは炭素原子数２〜６の置換された環状アルキル基である。
【００１８】
Ｒにより表されるそれぞれの基に独立して、１個または２個以上の非隣接炭素原子は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−Ｏ−ＣＯ−により置き換えられていてもよく；およびそれぞれの基は独立して、場合によって特に限定されないが、例えばＣ１〜Ｃ６−ヒドロカルビル基またはＣｌ、ＢｒまたはＦのハロゲンにより置換されていてもよい。
【００１９】
−Ｚ−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＲａＲｂ−（ＲａおよびＲｂはそれぞれ独立して水素、または場合によってＣ１〜４−アルキル基またはハロゲンにより置換された置換Ｃ１〜６−ヒドロカルビル基である）であり、好ましくはＺは−Ｏ−または−Ｓ−であり、最も好ましくはＺは−Ｏ−であり、そして−Ｘ−は式−（ＣＲｃＲｄ）ｎ−で表される二価の基であり、ここでＲｃおよびＲｄはそれぞれ独立してハロゲンまたは場合によって置換されたＣ１〜６−ヒドロカルビル基であり、ここで１個または２個以上の非隣接炭素原子は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−Ｏ−ＣＯ−により置き換えられていてもよく、場合による置換基はＣ１〜４−アルキル基またはハロゲンを含有し、およびｎは１〜２０、より好ましくは３〜１０の整数である。
【００２０】
π−共役半導体ポリマーは、好ましくは１個または２個以上のモノマー単位、以下「ａｒｏｍａｔ単位」（式Ｂに示される）と記す、を含有する。これらの各ａｒｏｍａｔ単位は、好ましくは１、２、３または４個の芳香族モノマーを含有し、各「ａｒｏｍａｔ単位」は独立して同一でも異なっていてもよい。
【００２１】
【化３】
【００２２】
式Ｂで表される各「ａｒｏｍａｔ単位」において、［Ｃ］は架橋性基であり、好ましくは上記式Ａに関連して記載され、および
ｎ１は、０、１、２、３または４であり、ただし、ｎ１は「ａｒｏｍａｔ単位」のすべてにおいて０ではなく、および
*は重合可能な官能基、例えば反応性ハロゲン、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ボロン酸基、−Ｂ（ＯＨ）２、式−Ｂ（ＯＲ１１）（ＯＲ１２）で表される置換ボロン酸エステル基等、ここでＲ１１およびＲ１２はそれぞれ独立してＨまたはＣ１〜４−アルキル基、または式−Ｂ（ＯＲ１３Ｒ１４Ｏ）であり、Ｒ１３およびＲ１４はそれぞれ独立して場合によって置換されたＣ２〜１４−ヒドロカルビル基である。
【００２３】
好ましくは各「ａｒｏｍａｔ単位」は、下記の式１〜７に記載の芳香族モノマーを含有する。
式１
【化４】
【００２４】
式１において、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して架橋性基（特に式Ａで表される基）、ハロゲン、フッ素原子または場合によって置換されたＣ１〜２０−アルキル、Ｃ１〜２０−アルコキシ、Ｃ１〜２０−チオアルキル、アシル、アリール（例えばフェニル）もしくはヘテロアリール基、または場合によって式−Ｎ（Ｒ４）（Ｒ５）で表される置換された第２級もしくは第３級アルキルアミンもしくはアリールアミン、ここでＲ４およびＲ５基は互いに独立してハロゲン、Ｃ１〜２０−アルキル、または場合によって置換されたアリール、アルコキシまたはポリアルコキシ基である。好ましくはＣｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＦのハロゲン、Ｃ１〜４−アルキルまたはＣ１〜４−アルコキシ基を含有するリストから選ばれる、であってもよい。Ｒ１およびＲ２基における置換基は、Ｒ４およびＲ５基における置換基と同様に好ましくはＣｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＦのハロゲン、Ｃ１〜４−アルキルまたはＣ１〜４−アルコキシ基を含有するリストから選ばれる。Ｃ１〜４−アルキルまたはＣ１〜４−アルコキシ基は場合によってフッ素により置換されていてもよい。
【００２５】
式２
【化５】
【００２６】
式２において、ＸはＳｅ、Ｔｅ、Ｏ、Ｓまたは−Ｎ（Ｒ６）−、より好ましくはＯ、Ｓまたは−Ｎ（Ｒ６）−、最も好ましくはＳであってよく、ここで、Ｒ６は水素、場合によって置換されたＣ１〜１２−アルキル、より好ましくはＣ１〜８−アルキル、場合によって置換されたアリールまたは場合によって置換されたヘテロアリール基であり、ならびにＲ１およびＲ２は先に式１に関して記載したとおりである。
【００２７】
式３
【化６】
【００２８】
式３において、Ｒ１、Ｒ２およびＸは上記の式１および２に関してそれぞれ先に記載したとおりである。
式４
【化７】
【００２９】
式４において、Ｒ１、Ｒ２およびＸは、上記の式１および２に関してそれぞれ先に記載したとおりであり、Ｌは、−Ｃ（Ｔ１）＝Ｃ（Ｔ２）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ（Ｒ７）−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｃ（Ｒ７）−によって表されるπ−共役連結基を表し、ここでＴ１およびＴ２はそれぞれ独立して水素、Ｃｌ、Ｆ、−Ｃ≡ＮまたはＣ１〜４−アルキル基であり、および
Ｒ７は水素、場合によって置換されたＣ１〜１２−アルキル基、場合によって置換されたアリール基、または場合によって置換されたヘテロアリール基であり、ここで場合による置換基は、ハロゲン、Ｃ１〜４−アルキル基またはＣ１〜４−アルコキシ基を含む。
【００３０】
式５
【化８】
式５において、同一または異なる各Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して式１に関し、先にＲ１およびＲ２に対して規定したとおりである。
【００３１】
式６
【化９】
式６において、同一または異なる各Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して式１に関し、先にＲ１およびＲ２に対して規定したとおりである。
【００３２】
式７
【化１０】
【００３３】
式７において、モノマーは第３級アミン単位であり、基Ａｒ’、 Ａｒ’’およびＡｒ’’’はそれぞれ独立して、場合によって置換されたアリール基、例えばメチル置換フェニレン基であり、またはより好ましくはＡｒ’およびＡｒ’’はフェニレン基である。しかし、最も好ましくはＡｒ’およびＡｒ’’は非置換アリール基、例えばフェニレン基である。Ａｒ’’’は場合によって置換されたｏ−またはｐ−置換アリール基、または上記式２に関して記載されたように、場合によって置換された５または６員のヘテロアリール基、場合によって架橋性基により置換された、特に同様に上記の式Ａで表される基、水素、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、アシル、アリールまたは置換アリール基、フッ素、シアノ基またはニトロ基であってよい。
【００３４】
式１〜７のそれぞれにおいて、*は上記の式Ｂに関して定義された官能基である。半導体ポリマーに対する化合物の好ましい種類は、π−共役反復単位を含有する種類である。半導体ポリマーは単独重合体、共重合体または式８で表される交互ブロック共重合体を含有することができる。
【００３５】
式８
【化１１】
【００３６】
式中、Ａ、Ｂ、・・・、Ｘ等のそれぞれは、上記の式Ｂに関して規定された「ａｒｏｍａｔ単位」を表し、（ｃ）、（ｄ）、・・・、（ｚ）はそれぞれ0〜１の値のポリマー中の「ａｒｏｍａｔ単位」の量のモル分率を表し、合計モル分率が（ｃ）＋（ｄ）＋・・・（ｚ）＝１となる。式８において、ｎはπ−共役半導体ポリマーを含有する「ａｒｏｍａｔ単位」の数、好ましくは２〜１００、より好ましくは５〜５０、最も好ましくは７〜３５を含む。共役反復単位は、必要に応じて放射性共役単位（emissive conjugated unit）を含有してもよい。共役反復単位は、共役ポリマーの電荷輸送特性を改良するため、および／またはＵＶ光の照射により不溶性にするポリマー鎖の架橋を付与する部位を提供するために用いることのできる、官能基化された単位を含有することができる。
【００３７】
好ましくはπ−共役ポリマー中の架橋基の数：π−共役ポリマー中のモノマー単位の総数は０．１：０．６であり、より好ましくは０．２：０．３である。ポリマーのＴｇを低下させる物質の架橋基はそれに追加される。
【００３８】
半導体材料のＴｇを低下させる物質の量は、上記の物質および半導体材料の架橋開始時における混合物に対し、好ましくは５〜６０重量％、より好ましくは少なくとも１０重量％、さらに好ましくは少なくとも２５重量％、さらに好ましくは少なくとも４０重量％である。上記混合物のＴｇは好ましくは６０〜１００℃、例えば約８０℃である。基板は下位層、電極、シリコーンウェハまたはポリマー等の分離基板を含有していてもよい。
【００３９】
光化学架橋はＵＶ光触媒、例えば［４−｛（２−ヒドロキシテトラデシル）オキシ｝フェニル］ヨードニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩により触媒され得る。３８０ｎｍより低いＵＶ光の周波数が好適に用いられる。架橋は好ましくは４０〜１２０℃で行うのが好ましい。１００℃より低い温度で行う場合、架橋工程を完結させるため、およびフィルムをアニールするため、反応の終わりに１００〜１２０℃に昇温するのが好ましい。架橋は光、熱またはその両方により影響され得る。
【００４０】
好ましくは本発明による混合物は溶媒から堆積させる。本発明のこの形態において、混合物を含有する溶液を基板に被覆し、溶媒を蒸発させ層またはフィルムの形態にする。好ましくは混合物および混合物を構成する化合物は広範囲の有機溶媒、特に限定されないが例えばトルエン、ＴＨＦ、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロベンゼン、アニソールおよびキシレンに可溶である。このように混合物は、種々のタイプの溶液コーティングにより製造されるデバイスの一部として基板に適用することができる。混合物は、ディップコーティング、ローラーコーティング、リバースロールコーティング、バーコーティング、スピンコーティング、グラビアコーティング、リソグラフィックコーティング（フォトリソグラフィックプロセスを含む）、インクジェットコーティング（連続およびドロップ・オン・デマンドのコーティング、圧電性または熱プロセスにより焼成されたコーティングを含む）、スクリーンコーティング、スプレーコーティング、およびウェブコーティング等の種々のコーティングまたは印刷技術を基板に適用することができる。
【００４１】
ＵＶ光酸触媒をポリマーに０．０１〜５重量％の間で処方に組み込むことができる。適切な触媒は、例えばNuyken等、Macromolecular. Symp. 107, 125, 1996およびその参照文献に開示されているように当該技術分野においてよく知られている。本発明において好ましい触媒は［４−｛（２−ヒドロキシテトラデシル）オキシ｝フェニル］ヨードニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩である。得られる層またはフィルムは、ＵＶ光（λ＜３８０ｎｍ）を用いてフィルムを照射することにより架橋でき、その上に続いて他の層を被覆することが可能な溶媒不溶性の層を形成する。架橋は電子ビームリソグラフィーによっても行うことができる。これはパターン化された層が必要な場合、例えば画素を作製する場合、また光（可視光、赤外線、紫外線を含む）を使用せずに熱、フリーラジカルまたはイオン機構により反応を開始することが必要な他の場合において特に有用である。
【００４２】
基板上への層の堆積は、好ましくはπ−共役半導体ポリマー、Ｔｇを低下させる物質および場合によって架橋触媒を適当な分散溶媒中に溶解または分散し、溶液で基板を被覆しお、好ましくは増大させた重力場において溶媒を蒸発させ、得られたフィルムを架橋するにより行うことができる。架橋は好ましくは光により開始する。
【００４３】
本発明はまた該プロセスにより調製された層を含む電子デバイスを提供する。デバイスは例えばＯＦＥＴ、ＯＬＥＤ、有機太陽光電池デバイスまたは有機レーザーの１つを含有していてもよい。
【００４４】
本発明はまた基板上の架橋された半導体層である第１層を上記方法により形成し、第１層上の第２層をそれ以降の層を形成する材料の溶液または分散液の堆積によって形成することにより多層デバイスを製造する方法を提供する。ここで第１の架橋された半導体層は第２層の堆積に用いる溶液または分散液の媒体中で実質的に不溶性である。
実施例
【００４５】
本発明の例を以下に記載するが、それらは本発明の範囲を限定するものではない。
【００４６】
実験
パート Ａ モノマーの合成
特に記載しなければ、すべての反応は無水状態および窒素雰囲気中、火炎乾燥したガラス容器中で行った。収量は特に記載しなければクロマトグラフ的に（ＨＰＬＣまたはＧＣ）および分光学的に（１Ｈ ＮＭＲ）均質であると認められる単離した物質を指す。すべてのＮＭＲスペクトルは特に記載しなければ溶媒としてＣＤＣｌ３を用いて行う。
【００４７】
前駆体
３−エチル−３−クロロメチルオキセタン（化合物（１））
【化１２】
この物質はH. Kenji、T. oji およびK. Takayoshi、PCT JP2001-226364 およびH.Kenji、T. Koji およびK. Takajoshi、PCT JP2001-122866に記載されている標準的な経路により合成した。
【００４８】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコに、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン（９．５０ｇ、８１．８ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（９．０９ｇ、９０ｍｍｏｌ）および無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（６５ｍｌ）を投入した。窒素雰囲気中で混合物を０℃に冷却し、３０分間撹拌した。塩化メタンスルホニル（９．８４ｇ、６．６５ｍｌ、８６ｍｍｏｌ）を温度を１０℃より低く保持し、３時間かけて滴下添加した。この添加の後、混合物の温度を２０℃に昇温し、混合物を３時間撹拌した。反応混合物を再び８５℃に昇温し、混合物をさらに４時間撹拌した。この時間の後、すべての塩化トリエチルアンモニウム沈殿が反応し、反応混合物中が明らかに澄明になった。
【００４９】
反応が完結した時点で水（２５０ｍｌ）を反応混合物中に加え、生成した混合物をトルエン（１２０ｍｌ）で３回抽出した。溶媒を有機画分から真空下で除去し、粗製残渣を真空蒸留［３５ｍｍＨｇで８３〜８４℃］により精製し、純粋な生成物を得た。収量＝３．５４２ｇ、３２．２％。1H NMR: d 4.43 (s, 4H, OCH2); 3.85 (s, 2H, CH2Cl); 1.85 (q, 2H, CH2); 0.95 (t, 3H, CH3)。
【００５０】
８−（４−ブロモベンジルオキシ）オクタン−１−オール（化合物（２））
【化１３】
【００５１】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコ中に、水素化ナトリウム（４．５０ｇ、０．１１ｍｏｌ、予めヘキサンで洗浄した、鉱油中６０％の懸濁液）を窒素雰囲気中、乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１５０ｍｌ）に懸濁させた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）中に１，８−オクタンジオール（１４．６５ｇ、０．１０ｍｏｌ）を含有する溶液を4０℃で徐々に加え、水素の発生が完結するまで混合物を撹拌した。次いで乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）中に４−ブロモベンジルブロミド（２５．００ｇ、０．１０ｍｏｌ）を含有する溶液をヨウ化カリウム（１．６６ｇ、０．０１ｍｏｌ）と同時に加えた。混合物を９０℃で２４時間撹拌した後、室温に冷却し、ジエチルエーテル（９００ｍｌ）で希釈した。該有機溶液を蒸留水（4００ｍｌ）で２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を真空下で除去した。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、トルエン−酢酸エチル ７：３］により精製した。
【数１】
【００５２】
８−（４−ブロモフェノキシ）オクタン−１−オール（化合物（３））
【化１４】
【００５３】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコに、窒素雰囲気中、４−ブロモフェノール（７．４４５６ｇ、０．０４３ｍｏｌ）、８−ブロモオクタン−１−オール（１０．００ｇ、０．０４８ｍｏｌ）および乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）を装入した。この混合物に炭酸カリウム（２６．３９８１ｇ、０．１９１ｍｏｌ）および得られた混合物を窒素雰囲気中、７０℃に加熱し、一晩撹拌した。
【００５４】
この時間の後、まずヘキサンを添加し、水で洗浄し、次いで真空下ヘキサンを除去することにより溶媒を除去し、粗生成物を得た。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ヘキサン−ジクロロメタン１：１］により精製した。
【数２】
【００５５】
３−［８−（４−ブロモベンジルオキシ）オクチルオキシメチル］−３−エチルオキセタン（化合物（４））
【化１５】
【００５６】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコに水素化ナトリウム（１．２０ｇ、３０ｍｍｏｌ、予めヘキサンで洗浄した、鉱油中の６０％懸濁液）を窒素雰囲気中で乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（７０ｍｌ）に懸濁させた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２５ｍｌ）に８−（４−ブロモベンジルオキシ）オクタン−１−オール（６．３０ｇ、２０ｍｍｏｌ）を含有する溶液を４０℃で徐々に加え、水素の発生が完結するまで混合物を撹拌した。次いで３−エチル−３−クロロメチルオキセタン（２．９６３ｇ、２２ｍｏｌ）をヨウ化カリウム（０．１６６ｇ、１．０ｍｍｏｌ）と同時に加えた。混合物を９０℃で２４時間撹拌した後、室温に冷却し、ジエチルエーテル（７００ｍｌ）で希釈した。有機溶液を蒸留水（１８０ｍｌ）で２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、真空下溶媒を除去した。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、トルエン−酢酸エチル９：１］により精製した。
【数３】
【００５７】
３−［８−（４−ブロモフェノキシ）オクチルオキシメチル］−３−エチルオキセタン（化合物（５））
【化１６】
【００５８】
化合物（４）の合成について記載された同様の方法をこの調製においても用いた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１２０ｍｌ）中に懸濁させた水素化ナトリウム（２．０９７７ｇ、５２．４ｍｍｏｌ、予めヘキサンで洗浄した、鉱油中の６０％懸濁液）と、乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（４０ｍｌ）中に８−（４−ブロモフェノキシ）オクタン−１−オール（１０．５１ｇ、３４．９ｍｍｏｌ）を含有する溶液および３−エチル−３−クロロメチルオキセタン（５．１７０ｇ、３８．４ｍｏｌ）をヨウ化カリウム（０．２９０ｇ、１．７４５ｍｍｏｌ）とともに反応させた。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、トルエン−酢酸エチル９：１］により精製した。
【数４】
【化１７】
【００５９】
｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシメチル］フェニル｝ジフェニルアミン（化合物（６））
【００６０】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコ中に、窒素雰囲気中、乾燥脱気トルエン（８０ｍｌ）中にジフェニルアミン（２．２３１ｇ、０．０１３２ｍｏｌ）、３−［８−（４−ブロモベンジルオキシ）オクチルオキシメチル］−３−エチルオキセタン（５．４４ｇ、０．０１３２ｍｏｌ）およびナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（３．８１ｇ、０．０３９７ｍｏｌ）を含有する溶液を装入した。乾燥脱気トルエン（６０ｍｌ）中にトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）Ｐｄ２（ｄｂａ）３（１２０．９ｍｇ、０．１３２ｍｍｏｌ）およびトリス−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（１６０ｍｇ、０．７９２ｍｍｏｌ）を含有する溶液を加えた。ＨＰＬＣにより反応の完結を示すまで混合物を１００℃で２４時間撹拌した。
【００６１】
この時間の後、反応混合物を室温に冷却し、ヘキサン（３００ｍｌ）を加えた。溶液をろ過し、真空下溶媒を除去し、オイルを得た。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ヘキサン−ジクロロメタン１：１からジクロロメタン−メタノール９：１への勾配］により精製した。収量＝５．２５ｇ、７９．２％。化合物（６）は高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により純粋であると認められた。
【数５】
【００６２】
｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシ］フェニル｝ジフェニルアミン（化合物（７））
【化１８】
【００６３】
化合物（６）の合成について記載された同様の方法をこの材料の調製において用い、乾燥脱気トルエン（６０ｍｌ）中のジフェニルアミン（１．１９０ｇ、７．０４ｍｍｏｌ）、３−［８−（４−ブロモフェノキシ）オクチルオキシメチル］−３−エチルオキセタン（２．８１２ｇ、７．０４ｍｏｌ）およびカリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（２．３７０ｇ、２１．１２ｍｏｌ）を、触媒として乾燥脱気トルエン（３０ｍｌ）中のトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（Ｐｄ２（ｄｂａ）３）（６５ｍｇ、０．０７０４ｍｍｏｌ）および２−（ジ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィノ）ビフェニル（１２６ｍｇ、０．４２２４ｍｍｏｌ）とともに反応させた。粗製オイルをカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ヘキサン−ジクロロメタン１：１からジクロロメタン−メタノール９：１への勾配］により精製した。
【数６】
【００６４】
（２，４−ジメチルフェニル）ジフェニルアミン（化合物（８））
【化１９】
【００６５】
化合物（６）の合成について記載された同様の方法をこの材料の調製において用いた。乾燥脱気トルエン（３００ｍｌ）中にジフェニルアミン（２２．８３８ｇ、１３５．１３ｍｍｏｌ）、４−ブロモ−ｍ−キシレン（２５．０ｇ、１３５．１３ｍｍｏｌ）およびナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（３８．９２ｇ、４０５．３９ｍｍｏｌ）を含有する溶液を触媒として乾燥脱気トルエン（１００ｍｌ）中のトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（Ｐｄ２（ｄｂａ）３）（１．２３７ｇ、１．３５１３ｍｍｏｌ）および２−（ジ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィノ）ビフェニル（２．４１９ｇ、８．１０７８ｍｍｏｌ）とともに反応させた。粗製オイルをカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ヘキサン］により精製した。
【数７】
【００６６】
Ｔｇを低下させる物質（反応性可塑剤）の合成
１，８−ビス（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクタン（化合物（９））
【化２０】
【００６７】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコ中に、水素化ナトリウム（１．４１ｇ、３５．２５ｍｍｏｌ、予めヘキサンで洗浄した、鉱油中の６０％懸濁液）を窒素雰囲気中で乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２００ｍｌ）中に懸濁させた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（７０ｍｌ）中に１，８−オクタンジオール（３．４３１８ｇ、２３．５ｍｍｏｌ）を含有する溶液を４０℃で徐々に加え、水素の発生が完結するまで混合物を撹拌した。３−エチル−３−クロロメチルオキセタン（７．０ｇ、５１．８５ｍｏｌ）をヨウ化カリウム（０．４００ｇ、２．３６ｍｍｏｌ）と同時に加えた。混合物を９０℃で２４時間撹拌した後、室温に冷却し、ジエチルエーテル（７００ｍｌ）で希釈した。有機溶液を蒸留水（１８０ｍｌ）で２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、真空下で溶媒を除去した。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、トルエン：酢酸エチル ９：１］により精製した。収量＝１．０１ｇ、１３．７％。
【００６８】
モノマー
(１) ビス（４−ブロモフェニル）｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシメチル］フェニル｝アミン（Ｍ１）
【化２１】
【００６９】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコ中に、乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（３０ｍｌ）中に｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシメチル］フェニル｝ジフェニルアミン（５．２５ｇ、１０．５ｍｍｏｌ）を含有する溶液を装入した。混合物を０℃に冷却し、乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２０ｍｌ）中にＮ−ブロモスクシンイミド（３．７３８ｇ、２１ｍｍｏｌ）を含有する溶液を添加した。混合物を撹拌し、２４時間室温に加温した。
【００７０】
この時間の後、反応混合物を蒸留水（１００ｍｌ）中に注ぎ、ジクロロメタンで３回抽出した。有機抽出物を併せ、多量の蒸留水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を真空下で除去して粗生成物を得た。生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ジクロロメタン：ヘキサン ９：１からジクロロメタン−メタノール９：１への勾配］により精製し、純粋な生成物を得た。
【数８】
【００７１】
(２) ビス（４−ブロモフェニル）｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシ］フェニル｝アミン（Ｍ２）
【化２２】
【００７２】
Ｍ１の合成について上で記載された方法と同様の方法を用いた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（３０ｍｌ）中の｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシ］フェニル｝ジフェニルアミン（２．７３ｇ、５．６ｍｍｏｌ）を、乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２０ｍｌ）中のＮ−ブロモスクシンイミド（１．９９３ｇ、１１．２ｍｍｏｌ）と反応させた。生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ジクロロメタン：ヘキサン ９：１からジクロロメタン−メタノール９：１への勾配］により精製し、純粋な生成物を得た。
【数９】
【００７３】
(３) ビス（４−ブロモフェニル）（２，４−ジメチルフェニル）アミン（Ｍ３）
【化２３】
【００７４】
Ｍ１の合成について上で記載された方法と同様の方法を用いた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）中の（２，４−ジメチルフェニル）ジフェニルアミン（１７．３９ｇ、０．０６４ｍｏｌ）を乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）中のＮ−ブロモスクシンイミド（３．７３８ｇ、０．１２８ｍｏｌ）と反応させた。生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ジクロロメタン：ヘキサン １：１］により精製し、純粋な生成物を得た。
【数１０】
【００７５】
（４） （２，４−ジメチルフェニル）−ビス（２−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）アミン（Ｍ４）
【化２４】
【００７６】
火炎乾燥し、窒素パージした、マグネチックスターラーフリー（flea）、セプタムキャップ、温度計および窒素注入管が取り付けられた２５０ｍｌの三径フラスコ中に、ビス（４−ブロモフェニル）（２，４−ジメチルフェニル）アミン（１２．５０ｇ、０．０２９ｍｏｌ）および乾燥脱気テトラヒドロフラン（６０ｍｌ）の溶液を装入した。溶液を窒素雰囲気中、−７８℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウム（３４．７５ｍｌ、０．０８７ｍｏｌ、２．５Ｍヘキサン溶液）を温度を−７８℃に維持しながら滴下添加した。
【００７７】
得られた黄色溶液を窒素雰囲気中、−７８℃で１時間撹拌し、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン（１７．７５ｍｌ、０．０８７ｍｏｌ）を加えた。次に混合物を徐々に室温まで加温した。反応の過程をＨＰＬＣで観察した。
【００７８】
反応が完結すると、反応混合物を真空下で蒸発させ、残渣をジクロロメタンに溶解した。有機溶液を蒸留水で３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで溶媒を真空下で除去して粗生成物を得、このものをフラッシュカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ヘキサン：酢酸エチル ９５：５］とヘキサンおよびメタノールからの再結晶とにより精製した。
【数１１】
【００７９】
パートＢ：ポリマーの合成
ポリマーは、Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds (第２版) (2002) , 1 591-598, 編集者： B. Cornils および W.A. Herrmann, Wiley-VCH Verlag GmbH, WeinheimにおいてW.A. Herrmannにより、 および the Journal of Organometallic Chemistry (1999), 576(1-2), 147-168においてA. Suzukiにより、 “The Suzuki cross-coupling.”と記載されている、広く知られているＳｕｚｕｋｉカップリング法により調製した。ボロン酸またはエステル誘導体化モノマーと臭素誘導体化モノマーとの重合の代表的な条件についても、例えばMaterials Science and Technology (1999), 20 (Synthesis of Polymers), 37-64, 編集者： A.D. Schlueter, Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheimにおいて、W. Heitzによる“Transition metal-catalyzed polycondensation and polyaddition” またはJournal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry (2001), 39(10), 1533-1556において、A. D. Schluterによる“The tenth anniversary of Suzuki polycondensation”により詳細に記載された。
【００８０】
ポリマーＰ１
【化２５】
【００８１】
Ｍ１ ビス（４−ブロモフェニル）｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシメチル］フェニル｝アミン（０．５２７ｇ、０．８ｍｍｏｌ）、Ｍ３ ビス（４−ブロモフェニル）（２，４−ジメチルフェニル）アミン（１．３８１ｇ、３．２ｍｍｏｌ）およびＭ４ （２，４−ジメチルフェニル）−ビス（２−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）アミン（２．１０ｇ、４ｍｍｏｌ）のモノマーの共重合化を上記の方法により、指示された量を用いて行った。生成したポリマーはオフ・ホワイトの固体として、２．１０ｇ、８９．４％の収量で得られた。
【数１２】
【００８２】
ポリマーＰ２
【化２６】
【００８３】
Ｍ１ ビス（４−ブロモフェニル）｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシメチル］フェニル｝アミン（１．３１８０ｇ、２．０ｍｍｏｌ）、Ｍ３ ビス（４−ブロモフェニル）（２，４−ジメチルフェニル）アミン（０．８６３２ｇ、２．０ｍｍｏｌ）およびＭ４ （２，４−ジメチルフェニル）−ビス（２−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）アミン（２．１０ｇ、４ｍｍｏｌ）のモノマーの共重合化を上記の方法により、指示された量で行った。生成したポリマーはオフ・ホワイトの固体として得られた。収量は２．２６ｇ、８５．８％であった。
【数１３】
【００８４】
ポリマーＰ３
【化２７】
【００８５】
Ｍ２ ビス（４−ブロモフェニル）｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシ］フェニル｝アミン（２．０７ｇ、３．２０ｍｍｏｌ）、Ｍ３ ビス（４−ブロモフェニル）（２，４−ジメチルフェニル）アミン（１．０９ｇ、２．５３ｍｍｏｌ）およびＭ４ （２，４−ジメチルフェニル）−ビス（２−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）アミン（３．０１ｇ、５．７３ｍｍｏｌ）のモノマーの共重合化を上記の方法により、指示された量で行った。ポリマーをオフ・ホワイトの固体として、３．６８ｇ、９６．８％の収量で得た。
【数１４】
【００８６】
パートＣ：製剤方法
ポリマーＰ１、Ｐ２またはＰ３を反応性可塑剤分子、１，８−ビス（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクタン（化合物（９））、ビス［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル、（化合物（１０））（Toagosei KKから得た）、またはエチレングリコールジメチルエーテルの非反応性可塑剤と種々の比率で混合した（表１）。すべての比率は重量対重量の比である。反応性可塑剤化合物（１０）および非反応性可塑剤エチレングリコールジメチルエーテルはsigma Aldrich Company Ltd.から商業的に入手できる。反応性可塑剤化合物（９）は実験パート Ａ：モノマーの合成の記載に従って調製した。
【００８７】
【化２８】
化合物（１０）−ビス［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル
【００８８】
光酸触媒、（商業的に入手可能な［４−｛（２−ヒドロキシテトラデシル）オキシ｝フェニル］フェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモン酸塩）を各製剤に、ポリマー／反応性可塑剤混合物の全重量に対して５．０重量％加えた。次に溶媒、代表的にはトルエンを混合物に加え、溶媒の９９部に混合物を１部の割合で溶解した。機械式振盪器により製剤を２０分間混合した後、各製剤を石英スライド上に１０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートし、約１００ｎｍの厚さのフィルムを作製した。完全に乾燥するために、試料をオーブン中に１００℃で２０分間置いた。各フィルムのＵＶ−可視吸収スペクトルを、Perkin Elmer Lambda 900 UV/VIS/NIR分光計を用いて記録した。次に試料を石英試料ホルダ内に載置し、窒素ガス流をフィルム上に流した。ホルダおよび試料を代表的には５０〜６０℃に加熱した後、標準的な実験室用ＵＶ源（２５４ｎｍ／３６０ｎｍ）を用いて３分間照射した。フィルムを１００℃で、適切には１０分間アニールした後、室温まで冷却し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（２ｍｌ）で洗浄した。完全に乾燥するために、試料を再びオーブン中に１００℃で１０分間置いた。フィルムのＵＶ−可視吸収スペクトルを再測定し、λｍａｘにおけるピーク強度を記録した。架橋および未架橋フィルムのλｍａｘにおけるスペクトルの強度の比較から、石英スライド上に保持されたポリマー量を特定の波長から推定することができ、光は吸収層を含有する物質の量に従って物質により吸収される。このように架橋の程度は各製剤（表１）について求めることができる。
【００８９】
【表１】
【００９０】
表１から、例えば化合物（９）または化合物（１０）の反応性可塑剤を製剤に添加すると、極めて高い量のポリマーが石英試験スライド上に保持されることが明らかである。エチレングリコールジメチルエーテル等の非反応性可塑剤を用いた場合、架橋量はより少ないが、可塑剤無添加の場合に比べるとそれでも向上していた。最もよい結果は、混合物中の反応性可塑剤に対するポリマーの重量対重量の比が５０：５０の範囲のときに得られた。上記の結果は、これらの組成物の中で反応性可塑剤が有利であることを示している。ポリマー中のモノマーの数に対する架橋基の数の比が０．２５であるＰ２がＰ１（比＝０．１）よりよく架橋される。
【００９１】
パートＤ：薄フィルムの特性
ガラス転移温度
例の材料のガラス転移温度は、従来の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により、または変調温度（modulated temperature）ＤＳＣにより測定した。ポリマーＰ１について測定したＴｇは２２６℃、ポリマーＰ２およびＰ３について測定したＴｇは１７７℃であった。ポリマーＰ１、Ｐ２またはＰ３の、例えば反応性可塑剤、化合物（１０）を用いた製剤において、得られた材料のＴｇは初期のポリマーのＴｇより低下し、５９℃の代表的なＴｇを得た。架橋により、ネットワークポリマーとなることから、Ｔｇ値は顕著に上昇することが予想され、その結果、架橋物質について従来のＤＳＣまたは変調温度ＤＳＣのいずれによってもＴｇ値を測定することができなかった。
【００９２】
光学顕微鏡法によるフィルムの試験
上記の架橋操作の前後にフィルムを交差偏光子（crossed polarizer）の下、光学顕微鏡法により試験した。収縮、微小ひび割れまたは内部応力フィルム（internally stressed film）の証拠が１００×までの倍率においてフィルム内で観察されなかった。
【００９３】
電子デバイスにおけるフィルムの有用性
製剤化した材料を、例えば有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）および有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の電子デバイスに組み込むことができる。例えば、本発明の製剤のフィルムを以下に記載するようにＯＦＥＴに組み込んだ。
【００９４】
電界効果移動度の測定
材料の電界効果移動度は、Holland等により、J. Appl. Phys. Vol.75, 7954頁 (1994) に記載された方法を用いて試験した。以下の例において、試験電界効果型トランジスタを、標準的な方法、例えばシャドウマスキングによりＰｔ／Ｐｄソースおよびドレイン電極がその上にパターン化されたメリネックス（Melinex）ポリエステルフィルム基板を用いることにより製造した。上記の実験パートＣに記載されている半導体製剤を基板上に１０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートし、１００ｎｍのオーダーのフィルムを得た。完全な乾燥を確実にするために、試料をオーブン中に１００℃で２０分間置いた。半導体製剤をパートＣに記載されている方法により架橋した。典型的には２．３に等しい低周波誘電率（low frequency permittivity）（e）を有する絶縁材料の溶液を半導体上にスピンコートし、典型的には０．５μｍから１μｍの厚さに形成した。試料を１００℃でオーブン中に再び置き、絶縁体から溶媒を蒸発させた。金ゲート接点（gold gate contact）は、シャドウマスクを通した蒸発によりデバイスのチャンネル領域に画定した。絶縁層のキャパシタンスを測定するため、非パターン化したＰｔ／Ｐｄ基準層、ＦＥＴデバイスにおける方法と同じ方法により作製した絶縁層、および形状の知られた上部電極（top electrode）からなる多くのデバイスを作製した。キャパシタンスは携帯型マルチメータを用いて測定し、絶縁体のいずれかの側の金属に接続した。トランジスタの他の決定パラメータは、対向するドレインおよびソース電極の長さ（Ｗ＝２５ｍｍ）およびそれらの互いの距離（Ｌ＝１００μｍ）である。
【００９５】
トランジスタに加えられる電圧はソース電極の電位に関連する。ｐ型ゲート材料の場合、負の電位がゲートに加えられると、正電荷のキャリア（正孔）がゲート絶縁体の他方の側の半導体内に蓄積される（ｎチャンネルのＦＥＴに対し、正の電圧が加えられる）。これは蓄積モードと呼ばれる。ゲート絶縁体Ｃｉのキャパシタンス／領域は誘起した電荷の量を決定する。負の電位ＶＤＳがドレインに加わるとき、蓄積されたキャリアは、主に蓄積されたキャリアの密度および、重要なことには、ソース−ドレインチャンネルにおけるそれらの移動度に依存するソース−ドレイン電流ＩＤＳを生成する。ドレインおよびソース電極の構造、サイズ、間隔等の幾何学的因子もまた電流に影響する。ゲートおよびドレイン電圧の代表的な範囲がデバイスの検討中に走査される。ソース−ドレイン電流は式１により表される。
【００９６】
【数１５】
式中、ＶＯはオフセット電圧であり、ＩΩはゲート電圧から独立したオーム電流（ohmic current）であり、物質の有限導電率に依存する。他のパラメータは上に記載されている。
【００９７】
電気計測のために、試料ホルダ内にトランジスタ試料を載置した。マイクロプローブ接続をKarl Suss PH100ミニチュアプローブヘッドを用いてゲート、ドレインおよびソース電極に行った。これらはHewlett-Packard 4155Bパラメータアナライザーに連結した。ドレイン電圧を−２０Ｖに設定し、ゲート電圧を＋２０から−６０Ｖに１Ｖきざみで走査した。
【００９８】
【数１６】
のとき、ソース−ドレイン電流はＶＧに対して直線的に変化する。このように、電界効果移動度（field effect mobility）は、式２により与えられるＩＤＳ対ＶＧの勾配から計算することができる。
【００９９】
【数１７】
【０１００】
架橋前後の製剤されたフィルム内の電荷の電界効果移動度を比較した。
例１：本発明の製剤の非架橋フィルムを含有するＦＥＴデバイスを構成した。物質の電界効果移動度は図１に示す移動曲線により１．１６×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであることが分かった。
【０１０１】
例２：本発明の製剤の架橋フィルムを含有するＦＥＴデバイスを構成した。物質の電界効果移動度は図２に示す移動曲線により５．５０×１０−４ｃｍ２／Ｖｓであることが分かった。半導体製剤の架橋はＦＥＴデバイスのデバイス特性に実質的に逆効果を与えることがないことが観察された。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】物質の電界効果移動度を示す移動曲線。
【図２】物質の電界効果移動度を示す移動曲線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体層およびそれを含有する電子デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
多層有機電子デバイス、例えば有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機太陽電池および有機レーザーにおいて、１種または２種以上の半導体層を含有するのが望ましい。有機半導体層は、例えば発光層または正孔および／または電子を搬送するための電荷輸送層を含有する。
【０００３】
かかる有機半導体層は、活性分子の真空蒸着により堆積することができ、それらは電気または発光特性に関与する（分子が低分子量の場合）が、多くの高分子量材料では困難かつ高価または非実用的であるので、基板に被覆し、蒸発させて強化フィルムとすることにより分散液または溶液から堆積するのが望ましい。かかるデバイスにおいてしばしば多層構造を形成するのが望ましいが、先に形成された層がその後に形成する層の堆積に用いる液体と同一の液体に可溶性または分散性を有する場合、層の混ざり合いまたは浸食が起こり、デバイスの性能が劣化する。
【０００４】
これを克服するために、「直交（orthogonal）」溶媒／分散剤の対を用いることが提案されてきており、第１層に影響しない第２層等に用いる溶媒／分散剤が選択される。しかし、多くの欠点が存在する。それらの選択に制限があるため、このような溶媒は一方または両方の層に理想的なものではなく、いくつかの成功が得られていても、依然として第１層へのいくらかのアタックが起こり得る。接触している層が、例えば化学的に類似しているために同様の溶解特性を有する場合はこの手段を用いることができない。このようなシステムでは、１つの溶媒が極性液体、代表的には水であり、他の溶媒は非極性である。しかし、水は除去するのが困難であり、除去されないとそれ自体がデバイスの性能を劣化させる。
【０００５】
適切な架橋性の活性分子および光開始剤、例えば光酸触媒（photoacid catalyst）を用いて基板をスピンコートにより被覆し、活性分子を適当な波長の光に曝すことにより架橋する方法がMuller等、Synthetic Metals, 111-112 (2000) 31〜34頁に開示されている。この方法により、その後の層の形成に用いる溶媒中で不溶性の層を形成することができる。Muller等、Nature, 421 (2003) 829〜833頁は、発光層により基板を被覆し、マスクを介して光を通過させることにより層の領域を架橋し、残存する層を洗浄除去し、および２つの他の光エミッタを異なる領域に用い、それにより画素を形成するプロセスを繰り返すことによりＲＧＢ（赤、緑、青）マトリックスディスプレイを形成する同様の技術を適用する。これらの両方の参照文献は、架橋用の活性分子としてオキセタン基の使用を記載している。かかる基の使用は、Nuyken等による、Macromol. Symp., 107 (1996) 125〜138頁に記載されているようにフィルムの収縮を低減（５％未満）させるといわれている。収縮は電流を漏出させ、最終的に短絡させる微小ひび割れを生じさせ得る。
【０００６】
国際公開第９７／３３１９３号は、架橋性基（cross-linkable group）を有するアリールアミン、これらの材料から調製されるフィルムならびにエレクトロルミネッセントおよび重合体ＬＥＤにおける、および電荷輸送材料としてのそれらの使用を開示する。その研究は架橋剤の基としてのオキセタン単位の使用を主張および例示していない。国際公開第０２／１０１２９号は、少なくとも１つのＨ基が式Ａで表されるオキセタン単位によって置き換えられている低分子量または高分子化合物の使用を記載し、ＬＥＤ中の電位放出層として架橋フィルムにおけるこれらの材料の使用を明記するだけでなく、有機レーザー、太陽電池、導波路または集積回路等の他の多層構造におけるそれらの使用の可能性を検討している。
【０００７】
【化１】
【０００８】
さらに、この型の例がMeerholzによりMacromolecular Rapid Communications, 20 (2000) 224〜228頁および21, (2000) 583〜589頁、ならびに同様にSynth. Metals, 111〜112 (2000) 31〜34頁に記載されている。これらの論文は、非共役基により互いに結合し、高分子正孔輸送層を形成しているＮ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）の官能基化した誘導体の使用を検討している。これらの非共役基は、有機半導体層としてのこれらの材料の有効性を低下させる。Meerholz等はまたChem. Phys. Chem., 4 (2000) 207頁に、置換されたＴＰＤ単位が異なる数のベンゼンスペーサーにより窒素（１または２）の間を結合し、次いでモノマーがオキセタンカップリング単位を用いて架橋し、上記の非共役高分子構造を形成するこの研究の続きを記載している。
【０００９】
先行技術において、処理温度より高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するポリマーが用いられる場合、許容される程度の架橋を達成するのは困難である。架橋反応の程度を最大にするため、ポリマーのＴｇに近い温度で処理を行うのが望ましい。本発明においては、できるだけ室温に近い処理温度を用いるのが好ましく、したがって、例えばＴｇ６０〜１００℃の低いＴｇの組成物が好ましい。
【００１０】
本発明の一つの目的は、有機半導体層の架橋を最適化し、それにより上塗りが可能で、収縮または微小ひび割れが最小となる不溶性層を提供することである。望ましくは、架橋は電荷移動度または電気特性には顕著に影響しない。
【００１１】
本発明は、半導体材料と、得られる架橋前の混合物のＴｇが上記半導体材料のＴｇより低くなるＴｇをもたらす物質との混合物で基板を被覆し、上記半導体材料を架橋することにより半導体層を製造する方法を含む。
【００１２】
この方法は、上記物質が反応および／または蒸発により消費され、層が架橋反応中により高いＴｇに到達しても、微小ひび割れが最小である（光学的手段および電気特性評価により判断して）、より応力の小さい層を形成できると考えられている。上記物質の使用は、有利かつ予想外であることに電荷移動度等の半導体材料の電気特性に顕著な影響を及ぼさない。架橋は好ましくは混合物のＴｇに近い温度、好ましくはその±２０℃以内で行う。好ましくは上記物質それ自身が半導体材料を架橋可能な官能基（架橋性基）を含有する。また、好ましくは半導体材料は半導体材料を架橋することが可能な官能基を含有する。
【００１３】
半導体材料は好ましくは有機半導体材料を含有する。半導体材料は好ましくは半導体ポリマー、より好ましくは少なくとも１個の架橋性基を有するπ−共役半導体ポリマーを含有する。架橋性基は、好ましくは少なくとも１個、好ましくは少なくとも４個、より好ましくは少なくとも６個、例えば６〜１２個の四面体炭素原子を含有する連結基により半導体ポリマーに連結する。連結基は、例えば炭化水素またはポリエーテル鎖を含有してもよい。好ましくは、π−共役半導体ポリマーは架橋反応の開始においてπ−共役半導体ポリマーのＴｇを低下させる物質との反応により架橋されている。好ましくは、上記物質は架橋官能基も有する。
【００１４】
π−共役半導体ポリマーは好ましくは、例えば少なくとも１つのポリ（ｐ−フェニレン−ビニレン）、ポリフルオレン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリチオフェン、ポリピロールまたはトリアリールアミン単位から選ばれたπ−共役単位を含有する。該ポリマーは好ましくは２〜４００個の共役単位、より好ましくは５〜２００個の共役単位、最も好ましくは７〜１４０個の共役単位を含有する。好ましくはπ−共役半導体ポリマーは、少なくとも５重量％、より好ましくは少なくとも４０重量％、例えばさらに好ましくは少なくとも９０重量％のトリアリールアミン単位（それらの関連する架橋基を含む）を含有する。好ましくはπ−共役半導体ポリマーは、下記の式７に関連して示される、場合によって置換されているトリアリールアミン単位およびそれらの関連する架橋基のみからなる。π−共役半導体ポリマーのブロックまたは単位は、必要に応じて非共役結合基により連結していてもよい。
【００１５】
多くの架橋性基の一つ、例えば国際公開第９７／３３１９３号、参照文献により開示内容が本願に組み込まれる、に記載の架橋性基を用いることができ、特に架橋が光化学的に行われる場合、オキセタン基の使用は光化学反応においてよく機能し、層の過剰な収縮およびひび割れを最小にするのに役立つ。好ましくは架橋性基は半導体ポリマーおよびオキセタン基を含有する混合物のＴｇを低下させる物質の両方に存在する。
【００１６】
本発明において、好ましい架橋性基は式Ａで表されるオキセタン部分である。
【化２】
【００１７】
式中、Ｒは、場合によって炭素原子数１〜２０、より好ましくは炭素原子数１〜１０、最も好ましくは炭素原子数１〜６の置換された直鎖もしくは分岐アルキル基、またはアルコキシアルキルもしくはチオアルキル基；あるいはＲは場合によって炭素原子数２〜２０、より好ましくは炭素原子数２〜１０、最も好ましくは炭素原子数２〜６の置換された環状アルキル基である。
【００１８】
Ｒにより表されるそれぞれの基に独立して、１個または２個以上の非隣接炭素原子は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−Ｏ−ＣＯ−により置き換えられていてもよく；およびそれぞれの基は独立して、場合によって特に限定されないが、例えばＣ１〜Ｃ６−ヒドロカルビル基またはＣｌ、ＢｒまたはＦのハロゲンにより置換されていてもよい。
【００１９】
−Ｚ−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＲａＲｂ−（ＲａおよびＲｂはそれぞれ独立して水素、または場合によってＣ１〜４−アルキル基またはハロゲンにより置換された置換Ｃ１〜６−ヒドロカルビル基である）であり、好ましくはＺは−Ｏ−または−Ｓ−であり、最も好ましくはＺは−Ｏ−であり、そして−Ｘ−は式−（ＣＲｃＲｄ）ｎ−で表される二価の基であり、ここでＲｃおよびＲｄはそれぞれ独立してハロゲンまたは場合によって置換されたＣ１〜６−ヒドロカルビル基であり、ここで１個または２個以上の非隣接炭素原子は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−Ｏ−ＣＯ−により置き換えられていてもよく、場合による置換基はＣ１〜４−アルキル基またはハロゲンを含有し、およびｎは１〜２０、より好ましくは３〜１０の整数である。
【００２０】
π−共役半導体ポリマーは、好ましくは１個または２個以上のモノマー単位、以下「ａｒｏｍａｔ単位」（式Ｂに示される）と記す、を含有する。これらの各ａｒｏｍａｔ単位は、好ましくは１、２、３または４個の芳香族モノマーを含有し、各「ａｒｏｍａｔ単位」は独立して同一でも異なっていてもよい。
【００２１】
【化３】
【００２２】
式Ｂで表される各「ａｒｏｍａｔ単位」において、［Ｃ］は架橋性基であり、好ましくは上記式Ａに関連して記載され、および
ｎ１は、０、１、２、３または４であり、ただし、ｎ１は「ａｒｏｍａｔ単位」のすべてにおいて０ではなく、および
*は重合可能な官能基、例えば反応性ハロゲン、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ボロン酸基、−Ｂ（ＯＨ）２、式−Ｂ（ＯＲ１１）（ＯＲ１２）で表される置換ボロン酸エステル基等、ここでＲ１１およびＲ１２はそれぞれ独立してＨまたはＣ１〜４−アルキル基、または式−Ｂ（ＯＲ１３Ｒ１４Ｏ）であり、Ｒ１３およびＲ１４はそれぞれ独立して場合によって置換されたＣ２〜１４−ヒドロカルビル基である。
【００２３】
好ましくは各「ａｒｏｍａｔ単位」は、下記の式１〜７に記載の芳香族モノマーを含有する。
式１
【化４】
【００２４】
式１において、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して架橋性基（特に式Ａで表される基）、ハロゲン、フッ素原子または場合によって置換されたＣ１〜２０−アルキル、Ｃ１〜２０−アルコキシ、Ｃ１〜２０−チオアルキル、アシル、アリール（例えばフェニル）もしくはヘテロアリール基、または場合によって式−Ｎ（Ｒ４）（Ｒ５）で表される置換された第２級もしくは第３級アルキルアミンもしくはアリールアミン、ここでＲ４およびＲ５基は互いに独立してハロゲン、Ｃ１〜２０−アルキル、または場合によって置換されたアリール、アルコキシまたはポリアルコキシ基である。好ましくはＣｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＦのハロゲン、Ｃ１〜４−アルキルまたはＣ１〜４−アルコキシ基を含有するリストから選ばれる、であってもよい。Ｒ１およびＲ２基における置換基は、Ｒ４およびＲ５基における置換基と同様に好ましくはＣｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＦのハロゲン、Ｃ１〜４−アルキルまたはＣ１〜４−アルコキシ基を含有するリストから選ばれる。Ｃ１〜４−アルキルまたはＣ１〜４−アルコキシ基は場合によってフッ素により置換されていてもよい。
【００２５】
式２
【化５】
【００２６】
式２において、ＸはＳｅ、Ｔｅ、Ｏ、Ｓまたは−Ｎ（Ｒ６）−、より好ましくはＯ、Ｓまたは−Ｎ（Ｒ６）−、最も好ましくはＳであってよく、ここで、Ｒ６は水素、場合によって置換されたＣ１〜１２−アルキル、より好ましくはＣ１〜８−アルキル、場合によって置換されたアリールまたは場合によって置換されたヘテロアリール基であり、ならびにＲ１およびＲ２は先に式１に関して記載したとおりである。
【００２７】
式３
【化６】
【００２８】
式３において、Ｒ１、Ｒ２およびＸは上記の式１および２に関してそれぞれ先に記載したとおりである。
式４
【化７】
【００２９】
式４において、Ｒ１、Ｒ２およびＸは、上記の式１および２に関してそれぞれ先に記載したとおりであり、Ｌは、−Ｃ（Ｔ１）＝Ｃ（Ｔ２）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ（Ｒ７）−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｃ（Ｒ７）−によって表されるπ−共役連結基を表し、ここでＴ１およびＴ２はそれぞれ独立して水素、Ｃｌ、Ｆ、−Ｃ≡ＮまたはＣ１〜４−アルキル基であり、および
Ｒ７は水素、場合によって置換されたＣ１〜１２−アルキル基、場合によって置換されたアリール基、または場合によって置換されたヘテロアリール基であり、ここで場合による置換基は、ハロゲン、Ｃ１〜４−アルキル基またはＣ１〜４−アルコキシ基を含む。
【００３０】
式５
【化８】
式５において、同一または異なる各Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して式１に関し、先にＲ１およびＲ２に対して規定したとおりである。
【００３１】
式６
【化９】
式６において、同一または異なる各Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して式１に関し、先にＲ１およびＲ２に対して規定したとおりである。
【００３２】
式７
【化１０】
【００３３】
式７において、モノマーは第３級アミン単位であり、基Ａｒ’、 Ａｒ’’およびＡｒ’’’はそれぞれ独立して、場合によって置換されたアリール基、例えばメチル置換フェニレン基であり、またはより好ましくはＡｒ’およびＡｒ’’はフェニレン基である。しかし、最も好ましくはＡｒ’およびＡｒ’’は非置換アリール基、例えばフェニレン基である。Ａｒ’’’は場合によって置換されたｏ−またはｐ−置換アリール基、または上記式２に関して記載されたように、場合によって置換された５または６員のヘテロアリール基、場合によって架橋性基により置換された、特に同様に上記の式Ａで表される基、水素、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、アシル、アリールまたは置換アリール基、フッ素、シアノ基またはニトロ基であってよい。
【００３４】
式１〜７のそれぞれにおいて、*は上記の式Ｂに関して定義された官能基である。半導体ポリマーに対する化合物の好ましい種類は、π−共役反復単位を含有する種類である。半導体ポリマーは単独重合体、共重合体または式８で表される交互ブロック共重合体を含有することができる。
【００３５】
式８
【化１１】
【００３６】
式中、Ａ、Ｂ、・・・、Ｘ等のそれぞれは、上記の式Ｂに関して規定された「ａｒｏｍａｔ単位」を表し、（ｃ）、（ｄ）、・・・、（ｚ）はそれぞれ0〜１の値のポリマー中の「ａｒｏｍａｔ単位」の量のモル分率を表し、合計モル分率が（ｃ）＋（ｄ）＋・・・（ｚ）＝１となる。式８において、ｎはπ−共役半導体ポリマーを含有する「ａｒｏｍａｔ単位」の数、好ましくは２〜１００、より好ましくは５〜５０、最も好ましくは７〜３５を含む。共役反復単位は、必要に応じて放射性共役単位（emissive conjugated unit）を含有してもよい。共役反復単位は、共役ポリマーの電荷輸送特性を改良するため、および／またはＵＶ光の照射により不溶性にするポリマー鎖の架橋を付与する部位を提供するために用いることのできる、官能基化された単位を含有することができる。
【００３７】
好ましくはπ−共役ポリマー中の架橋基の数：π−共役ポリマー中のモノマー単位の総数は０．１：０．６であり、より好ましくは０．２：０．３である。ポリマーのＴｇを低下させる物質の架橋基はそれに追加される。
【００３８】
半導体材料のＴｇを低下させる物質の量は、上記の物質および半導体材料の架橋開始時における混合物に対し、好ましくは５〜６０重量％、より好ましくは少なくとも１０重量％、さらに好ましくは少なくとも２５重量％、さらに好ましくは少なくとも４０重量％である。上記混合物のＴｇは好ましくは６０〜１００℃、例えば約８０℃である。基板は下位層、電極、シリコーンウェハまたはポリマー等の分離基板を含有していてもよい。
【００３９】
光化学架橋はＵＶ光触媒、例えば［４−｛（２−ヒドロキシテトラデシル）オキシ｝フェニル］ヨードニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩により触媒され得る。３８０ｎｍより低いＵＶ光の周波数が好適に用いられる。架橋は好ましくは４０〜１２０℃で行うのが好ましい。１００℃より低い温度で行う場合、架橋工程を完結させるため、およびフィルムをアニールするため、反応の終わりに１００〜１２０℃に昇温するのが好ましい。架橋は光、熱またはその両方により影響され得る。
【００４０】
好ましくは本発明による混合物は溶媒から堆積させる。本発明のこの形態において、混合物を含有する溶液を基板に被覆し、溶媒を蒸発させ層またはフィルムの形態にする。好ましくは混合物および混合物を構成する化合物は広範囲の有機溶媒、特に限定されないが例えばトルエン、ＴＨＦ、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロベンゼン、アニソールおよびキシレンに可溶である。このように混合物は、種々のタイプの溶液コーティングにより製造されるデバイスの一部として基板に適用することができる。混合物は、ディップコーティング、ローラーコーティング、リバースロールコーティング、バーコーティング、スピンコーティング、グラビアコーティング、リソグラフィックコーティング（フォトリソグラフィックプロセスを含む）、インクジェットコーティング（連続およびドロップ・オン・デマンドのコーティング、圧電性または熱プロセスにより焼成されたコーティングを含む）、スクリーンコーティング、スプレーコーティング、およびウェブコーティング等の種々のコーティングまたは印刷技術を基板に適用することができる。
【００４１】
ＵＶ光酸触媒をポリマーに０．０１〜５重量％の間で処方に組み込むことができる。適切な触媒は、例えばNuyken等、Macromolecular. Symp. 107, 125, 1996およびその参照文献に開示されているように当該技術分野においてよく知られている。本発明において好ましい触媒は［４−｛（２−ヒドロキシテトラデシル）オキシ｝フェニル］ヨードニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩である。得られる層またはフィルムは、ＵＶ光（λ＜３８０ｎｍ）を用いてフィルムを照射することにより架橋でき、その上に続いて他の層を被覆することが可能な溶媒不溶性の層を形成する。架橋は電子ビームリソグラフィーによっても行うことができる。これはパターン化された層が必要な場合、例えば画素を作製する場合、また光（可視光、赤外線、紫外線を含む）を使用せずに熱、フリーラジカルまたはイオン機構により反応を開始することが必要な他の場合において特に有用である。
【００４２】
基板上への層の堆積は、好ましくはπ−共役半導体ポリマー、Ｔｇを低下させる物質および場合によって架橋触媒を適当な分散溶媒中に溶解または分散し、溶液で基板を被覆しお、好ましくは増大させた重力場において溶媒を蒸発させ、得られたフィルムを架橋するにより行うことができる。架橋は好ましくは光により開始する。
【００４３】
本発明はまた該プロセスにより調製された層を含む電子デバイスを提供する。デバイスは例えばＯＦＥＴ、ＯＬＥＤ、有機太陽光電池デバイスまたは有機レーザーの１つを含有していてもよい。
【００４４】
本発明はまた基板上の架橋された半導体層である第１層を上記方法により形成し、第１層上の第２層をそれ以降の層を形成する材料の溶液または分散液の堆積によって形成することにより多層デバイスを製造する方法を提供する。ここで第１の架橋された半導体層は第２層の堆積に用いる溶液または分散液の媒体中で実質的に不溶性である。
実施例
【００４５】
本発明の例を以下に記載するが、それらは本発明の範囲を限定するものではない。
【００４６】
実験
パート Ａ モノマーの合成
特に記載しなければ、すべての反応は無水状態および窒素雰囲気中、火炎乾燥したガラス容器中で行った。収量は特に記載しなければクロマトグラフ的に（ＨＰＬＣまたはＧＣ）および分光学的に（１Ｈ ＮＭＲ）均質であると認められる単離した物質を指す。すべてのＮＭＲスペクトルは特に記載しなければ溶媒としてＣＤＣｌ３を用いて行う。
【００４７】
前駆体
３−エチル−３−クロロメチルオキセタン（化合物（１））
【化１２】
この物質はH. Kenji、T. oji およびK. Takayoshi、PCT JP2001-226364 およびH.Kenji、T. Koji およびK. Takajoshi、PCT JP2001-122866に記載されている標準的な経路により合成した。
【００４８】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコに、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン（９．５０ｇ、８１．８ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（９．０９ｇ、９０ｍｍｏｌ）および無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（６５ｍｌ）を投入した。窒素雰囲気中で混合物を０℃に冷却し、３０分間撹拌した。塩化メタンスルホニル（９．８４ｇ、６．６５ｍｌ、８６ｍｍｏｌ）を温度を１０℃より低く保持し、３時間かけて滴下添加した。この添加の後、混合物の温度を２０℃に昇温し、混合物を３時間撹拌した。反応混合物を再び８５℃に昇温し、混合物をさらに４時間撹拌した。この時間の後、すべての塩化トリエチルアンモニウム沈殿が反応し、反応混合物中が明らかに澄明になった。
【００４９】
反応が完結した時点で水（２５０ｍｌ）を反応混合物中に加え、生成した混合物をトルエン（１２０ｍｌ）で３回抽出した。溶媒を有機画分から真空下で除去し、粗製残渣を真空蒸留［３５ｍｍＨｇで８３〜８４℃］により精製し、純粋な生成物を得た。収量＝３．５４２ｇ、３２．２％。1H NMR: d 4.43 (s, 4H, OCH2); 3.85 (s, 2H, CH2Cl); 1.85 (q, 2H, CH2); 0.95 (t, 3H, CH3)。
【００５０】
８−（４−ブロモベンジルオキシ）オクタン−１−オール（化合物（２））
【化１３】
【００５１】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコ中に、水素化ナトリウム（４．５０ｇ、０．１１ｍｏｌ、予めヘキサンで洗浄した、鉱油中６０％の懸濁液）を窒素雰囲気中、乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１５０ｍｌ）に懸濁させた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）中に１，８−オクタンジオール（１４．６５ｇ、０．１０ｍｏｌ）を含有する溶液を4０℃で徐々に加え、水素の発生が完結するまで混合物を撹拌した。次いで乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）中に４−ブロモベンジルブロミド（２５．００ｇ、０．１０ｍｏｌ）を含有する溶液をヨウ化カリウム（１．６６ｇ、０．０１ｍｏｌ）と同時に加えた。混合物を９０℃で２４時間撹拌した後、室温に冷却し、ジエチルエーテル（９００ｍｌ）で希釈した。該有機溶液を蒸留水（4００ｍｌ）で２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を真空下で除去した。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、トルエン−酢酸エチル ７：３］により精製した。
【数１】
【００５２】
８−（４−ブロモフェノキシ）オクタン−１−オール（化合物（３））
【化１４】
【００５３】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコに、窒素雰囲気中、４−ブロモフェノール（７．４４５６ｇ、０．０４３ｍｏｌ）、８−ブロモオクタン−１−オール（１０．００ｇ、０．０４８ｍｏｌ）および乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）を装入した。この混合物に炭酸カリウム（２６．３９８１ｇ、０．１９１ｍｏｌ）および得られた混合物を窒素雰囲気中、７０℃に加熱し、一晩撹拌した。
【００５４】
この時間の後、まずヘキサンを添加し、水で洗浄し、次いで真空下ヘキサンを除去することにより溶媒を除去し、粗生成物を得た。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ヘキサン−ジクロロメタン１：１］により精製した。
【数２】
【００５５】
３−［８−（４−ブロモベンジルオキシ）オクチルオキシメチル］−３−エチルオキセタン（化合物（４））
【化１５】
【００５６】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコに水素化ナトリウム（１．２０ｇ、３０ｍｍｏｌ、予めヘキサンで洗浄した、鉱油中の６０％懸濁液）を窒素雰囲気中で乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（７０ｍｌ）に懸濁させた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２５ｍｌ）に８−（４−ブロモベンジルオキシ）オクタン−１−オール（６．３０ｇ、２０ｍｍｏｌ）を含有する溶液を４０℃で徐々に加え、水素の発生が完結するまで混合物を撹拌した。次いで３−エチル−３−クロロメチルオキセタン（２．９６３ｇ、２２ｍｏｌ）をヨウ化カリウム（０．１６６ｇ、１．０ｍｍｏｌ）と同時に加えた。混合物を９０℃で２４時間撹拌した後、室温に冷却し、ジエチルエーテル（７００ｍｌ）で希釈した。有機溶液を蒸留水（１８０ｍｌ）で２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、真空下溶媒を除去した。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、トルエン−酢酸エチル９：１］により精製した。
【数３】
【００５７】
３−［８−（４−ブロモフェノキシ）オクチルオキシメチル］−３−エチルオキセタン（化合物（５））
【化１６】
【００５８】
化合物（４）の合成について記載された同様の方法をこの調製においても用いた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１２０ｍｌ）中に懸濁させた水素化ナトリウム（２．０９７７ｇ、５２．４ｍｍｏｌ、予めヘキサンで洗浄した、鉱油中の６０％懸濁液）と、乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（４０ｍｌ）中に８−（４−ブロモフェノキシ）オクタン−１−オール（１０．５１ｇ、３４．９ｍｍｏｌ）を含有する溶液および３−エチル−３−クロロメチルオキセタン（５．１７０ｇ、３８．４ｍｏｌ）をヨウ化カリウム（０．２９０ｇ、１．７４５ｍｍｏｌ）とともに反応させた。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、トルエン−酢酸エチル９：１］により精製した。
【数４】
【化１７】
【００５９】
｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシメチル］フェニル｝ジフェニルアミン（化合物（６））
【００６０】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコ中に、窒素雰囲気中、乾燥脱気トルエン（８０ｍｌ）中にジフェニルアミン（２．２３１ｇ、０．０１３２ｍｏｌ）、３−［８−（４−ブロモベンジルオキシ）オクチルオキシメチル］−３−エチルオキセタン（５．４４ｇ、０．０１３２ｍｏｌ）およびナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（３．８１ｇ、０．０３９７ｍｏｌ）を含有する溶液を装入した。乾燥脱気トルエン（６０ｍｌ）中にトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）Ｐｄ２（ｄｂａ）３（１２０．９ｍｇ、０．１３２ｍｍｏｌ）およびトリス−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（１６０ｍｇ、０．７９２ｍｍｏｌ）を含有する溶液を加えた。ＨＰＬＣにより反応の完結を示すまで混合物を１００℃で２４時間撹拌した。
【００６１】
この時間の後、反応混合物を室温に冷却し、ヘキサン（３００ｍｌ）を加えた。溶液をろ過し、真空下溶媒を除去し、オイルを得た。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ヘキサン−ジクロロメタン１：１からジクロロメタン−メタノール９：１への勾配］により精製した。収量＝５．２５ｇ、７９．２％。化合物（６）は高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により純粋であると認められた。
【数５】
【００６２】
｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシ］フェニル｝ジフェニルアミン（化合物（７））
【化１８】
【００６３】
化合物（６）の合成について記載された同様の方法をこの材料の調製において用い、乾燥脱気トルエン（６０ｍｌ）中のジフェニルアミン（１．１９０ｇ、７．０４ｍｍｏｌ）、３−［８−（４−ブロモフェノキシ）オクチルオキシメチル］−３−エチルオキセタン（２．８１２ｇ、７．０４ｍｏｌ）およびカリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（２．３７０ｇ、２１．１２ｍｏｌ）を、触媒として乾燥脱気トルエン（３０ｍｌ）中のトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（Ｐｄ２（ｄｂａ）３）（６５ｍｇ、０．０７０４ｍｍｏｌ）および２−（ジ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィノ）ビフェニル（１２６ｍｇ、０．４２２４ｍｍｏｌ）とともに反応させた。粗製オイルをカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ヘキサン−ジクロロメタン１：１からジクロロメタン−メタノール９：１への勾配］により精製した。
【数６】
【００６４】
（２，４−ジメチルフェニル）ジフェニルアミン（化合物（８））
【化１９】
【００６５】
化合物（６）の合成について記載された同様の方法をこの材料の調製において用いた。乾燥脱気トルエン（３００ｍｌ）中にジフェニルアミン（２２．８３８ｇ、１３５．１３ｍｍｏｌ）、４−ブロモ−ｍ−キシレン（２５．０ｇ、１３５．１３ｍｍｏｌ）およびナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（３８．９２ｇ、４０５．３９ｍｍｏｌ）を含有する溶液を触媒として乾燥脱気トルエン（１００ｍｌ）中のトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（Ｐｄ２（ｄｂａ）３）（１．２３７ｇ、１．３５１３ｍｍｏｌ）および２−（ジ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィノ）ビフェニル（２．４１９ｇ、８．１０７８ｍｍｏｌ）とともに反応させた。粗製オイルをカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ヘキサン］により精製した。
【数７】
【００６６】
Ｔｇを低下させる物質（反応性可塑剤）の合成
１，８−ビス（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクタン（化合物（９））
【化２０】
【００６７】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコ中に、水素化ナトリウム（１．４１ｇ、３５．２５ｍｍｏｌ、予めヘキサンで洗浄した、鉱油中の６０％懸濁液）を窒素雰囲気中で乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２００ｍｌ）中に懸濁させた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（７０ｍｌ）中に１，８−オクタンジオール（３．４３１８ｇ、２３．５ｍｍｏｌ）を含有する溶液を４０℃で徐々に加え、水素の発生が完結するまで混合物を撹拌した。３−エチル−３−クロロメチルオキセタン（７．０ｇ、５１．８５ｍｏｌ）をヨウ化カリウム（０．４００ｇ、２．３６ｍｍｏｌ）と同時に加えた。混合物を９０℃で２４時間撹拌した後、室温に冷却し、ジエチルエーテル（７００ｍｌ）で希釈した。有機溶液を蒸留水（１８０ｍｌ）で２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、真空下で溶媒を除去した。粗製残渣をカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、トルエン：酢酸エチル ９：１］により精製した。収量＝１．０１ｇ、１３．７％。
【００６８】
モノマー
(１) ビス（４−ブロモフェニル）｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシメチル］フェニル｝アミン（Ｍ１）
【化２１】
【００６９】
火炎乾燥し、窒素パージした、撹拌機、滴下ロート、還流冷却器、温度計および窒素注入管を備えた２５０ｍｌのフランジ付フラスコ中に、乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（３０ｍｌ）中に｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシメチル］フェニル｝ジフェニルアミン（５．２５ｇ、１０．５ｍｍｏｌ）を含有する溶液を装入した。混合物を０℃に冷却し、乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２０ｍｌ）中にＮ−ブロモスクシンイミド（３．７３８ｇ、２１ｍｍｏｌ）を含有する溶液を添加した。混合物を撹拌し、２４時間室温に加温した。
【００７０】
この時間の後、反応混合物を蒸留水（１００ｍｌ）中に注ぎ、ジクロロメタンで３回抽出した。有機抽出物を併せ、多量の蒸留水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を真空下で除去して粗生成物を得た。生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ジクロロメタン：ヘキサン ９：１からジクロロメタン−メタノール９：１への勾配］により精製し、純粋な生成物を得た。
【数８】
【００７１】
(２) ビス（４−ブロモフェニル）｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシ］フェニル｝アミン（Ｍ２）
【化２２】
【００７２】
Ｍ１の合成について上で記載された方法と同様の方法を用いた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（３０ｍｌ）中の｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシ］フェニル｝ジフェニルアミン（２．７３ｇ、５．６ｍｍｏｌ）を、乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２０ｍｌ）中のＮ−ブロモスクシンイミド（１．９９３ｇ、１１．２ｍｍｏｌ）と反応させた。生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ジクロロメタン：ヘキサン ９：１からジクロロメタン−メタノール９：１への勾配］により精製し、純粋な生成物を得た。
【数９】
【００７３】
(３) ビス（４−ブロモフェニル）（２，４−ジメチルフェニル）アミン（Ｍ３）
【化２３】
【００７４】
Ｍ１の合成について上で記載された方法と同様の方法を用いた。乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）中の（２，４−ジメチルフェニル）ジフェニルアミン（１７．３９ｇ、０．０６４ｍｏｌ）を乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）中のＮ−ブロモスクシンイミド（３．７３８ｇ、０．１２８ｍｏｌ）と反応させた。生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ジクロロメタン：ヘキサン １：１］により精製し、純粋な生成物を得た。
【数１０】
【００７５】
（４） （２，４−ジメチルフェニル）−ビス（２−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）アミン（Ｍ４）
【化２４】
【００７６】
火炎乾燥し、窒素パージした、マグネチックスターラーフリー（flea）、セプタムキャップ、温度計および窒素注入管が取り付けられた２５０ｍｌの三径フラスコ中に、ビス（４−ブロモフェニル）（２，４−ジメチルフェニル）アミン（１２．５０ｇ、０．０２９ｍｏｌ）および乾燥脱気テトラヒドロフラン（６０ｍｌ）の溶液を装入した。溶液を窒素雰囲気中、−７８℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウム（３４．７５ｍｌ、０．０８７ｍｏｌ、２．５Ｍヘキサン溶液）を温度を−７８℃に維持しながら滴下添加した。
【００７７】
得られた黄色溶液を窒素雰囲気中、−７８℃で１時間撹拌し、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン（１７．７５ｍｌ、０．０８７ｍｏｌ）を加えた。次に混合物を徐々に室温まで加温した。反応の過程をＨＰＬＣで観察した。
【００７８】
反応が完結すると、反応混合物を真空下で蒸発させ、残渣をジクロロメタンに溶解した。有機溶液を蒸留水で３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで溶媒を真空下で除去して粗生成物を得、このものをフラッシュカラムクロマトグラフィー［ＳｉＯ２、ヘキサン：酢酸エチル ９５：５］とヘキサンおよびメタノールからの再結晶とにより精製した。
【数１１】
【００７９】
パートＢ：ポリマーの合成
ポリマーは、Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds (第２版) (2002) , 1 591-598, 編集者： B. Cornils および W.A. Herrmann, Wiley-VCH Verlag GmbH, WeinheimにおいてW.A. Herrmannにより、 および the Journal of Organometallic Chemistry (1999), 576(1-2), 147-168においてA. Suzukiにより、 “The Suzuki cross-coupling.”と記載されている、広く知られているＳｕｚｕｋｉカップリング法により調製した。ボロン酸またはエステル誘導体化モノマーと臭素誘導体化モノマーとの重合の代表的な条件についても、例えばMaterials Science and Technology (1999), 20 (Synthesis of Polymers), 37-64, 編集者： A.D. Schlueter, Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheimにおいて、W. Heitzによる“Transition metal-catalyzed polycondensation and polyaddition” またはJournal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry (2001), 39(10), 1533-1556において、A. D. Schluterによる“The tenth anniversary of Suzuki polycondensation”により詳細に記載された。
【００８０】
ポリマーＰ１
【化２５】
【００８１】
Ｍ１ ビス（４−ブロモフェニル）｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシメチル］フェニル｝アミン（０．５２７ｇ、０．８ｍｍｏｌ）、Ｍ３ ビス（４−ブロモフェニル）（２，４−ジメチルフェニル）アミン（１．３８１ｇ、３．２ｍｍｏｌ）およびＭ４ （２，４−ジメチルフェニル）−ビス（２−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）アミン（２．１０ｇ、４ｍｍｏｌ）のモノマーの共重合化を上記の方法により、指示された量を用いて行った。生成したポリマーはオフ・ホワイトの固体として、２．１０ｇ、８９．４％の収量で得られた。
【数１２】
【００８２】
ポリマーＰ２
【化２６】
【００８３】
Ｍ１ ビス（４−ブロモフェニル）｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシメチル］フェニル｝アミン（１．３１８０ｇ、２．０ｍｍｏｌ）、Ｍ３ ビス（４−ブロモフェニル）（２，４−ジメチルフェニル）アミン（０．８６３２ｇ、２．０ｍｍｏｌ）およびＭ４ （２，４−ジメチルフェニル）−ビス（２−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）アミン（２．１０ｇ、４ｍｍｏｌ）のモノマーの共重合化を上記の方法により、指示された量で行った。生成したポリマーはオフ・ホワイトの固体として得られた。収量は２．２６ｇ、８５．８％であった。
【数１３】
【００８４】
ポリマーＰ３
【化２７】
【００８５】
Ｍ２ ビス（４−ブロモフェニル）｛４−［８−（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクチルオキシ］フェニル｝アミン（２．０７ｇ、３．２０ｍｍｏｌ）、Ｍ３ ビス（４−ブロモフェニル）（２，４−ジメチルフェニル）アミン（１．０９ｇ、２．５３ｍｍｏｌ）およびＭ４ （２，４−ジメチルフェニル）−ビス（２−フェニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）アミン（３．０１ｇ、５．７３ｍｍｏｌ）のモノマーの共重合化を上記の方法により、指示された量で行った。ポリマーをオフ・ホワイトの固体として、３．６８ｇ、９６．８％の収量で得た。
【数１４】
【００８６】
パートＣ：製剤方法
ポリマーＰ１、Ｐ２またはＰ３を反応性可塑剤分子、１，８−ビス（３−エチルオキセタン−３−メトキシ）オクタン（化合物（９））、ビス［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル、（化合物（１０））（Toagosei KKから得た）、またはエチレングリコールジメチルエーテルの非反応性可塑剤と種々の比率で混合した（表１）。すべての比率は重量対重量の比である。反応性可塑剤化合物（１０）および非反応性可塑剤エチレングリコールジメチルエーテルはsigma Aldrich Company Ltd.から商業的に入手できる。反応性可塑剤化合物（９）は実験パート Ａ：モノマーの合成の記載に従って調製した。
【００８７】
【化２８】
化合物（１０）−ビス［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル
【００８８】
光酸触媒、（商業的に入手可能な［４−｛（２−ヒドロキシテトラデシル）オキシ｝フェニル］フェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモン酸塩）を各製剤に、ポリマー／反応性可塑剤混合物の全重量に対して５．０重量％加えた。次に溶媒、代表的にはトルエンを混合物に加え、溶媒の９９部に混合物を１部の割合で溶解した。機械式振盪器により製剤を２０分間混合した後、各製剤を石英スライド上に１０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートし、約１００ｎｍの厚さのフィルムを作製した。完全に乾燥するために、試料をオーブン中に１００℃で２０分間置いた。各フィルムのＵＶ−可視吸収スペクトルを、Perkin Elmer Lambda 900 UV/VIS/NIR分光計を用いて記録した。次に試料を石英試料ホルダ内に載置し、窒素ガス流をフィルム上に流した。ホルダおよび試料を代表的には５０〜６０℃に加熱した後、標準的な実験室用ＵＶ源（２５４ｎｍ／３６０ｎｍ）を用いて３分間照射した。フィルムを１００℃で、適切には１０分間アニールした後、室温まで冷却し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（２ｍｌ）で洗浄した。完全に乾燥するために、試料を再びオーブン中に１００℃で１０分間置いた。フィルムのＵＶ−可視吸収スペクトルを再測定し、λｍａｘにおけるピーク強度を記録した。架橋および未架橋フィルムのλｍａｘにおけるスペクトルの強度の比較から、石英スライド上に保持されたポリマー量を特定の波長から推定することができ、光は吸収層を含有する物質の量に従って物質により吸収される。このように架橋の程度は各製剤（表１）について求めることができる。
【００８９】
【表１】
【００９０】
表１から、例えば化合物（９）または化合物（１０）の反応性可塑剤を製剤に添加すると、極めて高い量のポリマーが石英試験スライド上に保持されることが明らかである。エチレングリコールジメチルエーテル等の非反応性可塑剤を用いた場合、架橋量はより少ないが、可塑剤無添加の場合に比べるとそれでも向上していた。最もよい結果は、混合物中の反応性可塑剤に対するポリマーの重量対重量の比が５０：５０の範囲のときに得られた。上記の結果は、これらの組成物の中で反応性可塑剤が有利であることを示している。ポリマー中のモノマーの数に対する架橋基の数の比が０．２５であるＰ２がＰ１（比＝０．１）よりよく架橋される。
【００９１】
パートＤ：薄フィルムの特性
ガラス転移温度
例の材料のガラス転移温度は、従来の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により、または変調温度（modulated temperature）ＤＳＣにより測定した。ポリマーＰ１について測定したＴｇは２２６℃、ポリマーＰ２およびＰ３について測定したＴｇは１７７℃であった。ポリマーＰ１、Ｐ２またはＰ３の、例えば反応性可塑剤、化合物（１０）を用いた製剤において、得られた材料のＴｇは初期のポリマーのＴｇより低下し、５９℃の代表的なＴｇを得た。架橋により、ネットワークポリマーとなることから、Ｔｇ値は顕著に上昇することが予想され、その結果、架橋物質について従来のＤＳＣまたは変調温度ＤＳＣのいずれによってもＴｇ値を測定することができなかった。
【００９２】
光学顕微鏡法によるフィルムの試験
上記の架橋操作の前後にフィルムを交差偏光子（crossed polarizer）の下、光学顕微鏡法により試験した。収縮、微小ひび割れまたは内部応力フィルム（internally stressed film）の証拠が１００×までの倍率においてフィルム内で観察されなかった。
【００９３】
電子デバイスにおけるフィルムの有用性
製剤化した材料を、例えば有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）および有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の電子デバイスに組み込むことができる。例えば、本発明の製剤のフィルムを以下に記載するようにＯＦＥＴに組み込んだ。
【００９４】
電界効果移動度の測定
材料の電界効果移動度は、Holland等により、J. Appl. Phys. Vol.75, 7954頁 (1994) に記載された方法を用いて試験した。以下の例において、試験電界効果型トランジスタを、標準的な方法、例えばシャドウマスキングによりＰｔ／Ｐｄソースおよびドレイン電極がその上にパターン化されたメリネックス（Melinex）ポリエステルフィルム基板を用いることにより製造した。上記の実験パートＣに記載されている半導体製剤を基板上に１０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートし、１００ｎｍのオーダーのフィルムを得た。完全な乾燥を確実にするために、試料をオーブン中に１００℃で２０分間置いた。半導体製剤をパートＣに記載されている方法により架橋した。典型的には２．３に等しい低周波誘電率（low frequency permittivity）（e）を有する絶縁材料の溶液を半導体上にスピンコートし、典型的には０．５μｍから１μｍの厚さに形成した。試料を１００℃でオーブン中に再び置き、絶縁体から溶媒を蒸発させた。金ゲート接点（gold gate contact）は、シャドウマスクを通した蒸発によりデバイスのチャンネル領域に画定した。絶縁層のキャパシタンスを測定するため、非パターン化したＰｔ／Ｐｄ基準層、ＦＥＴデバイスにおける方法と同じ方法により作製した絶縁層、および形状の知られた上部電極（top electrode）からなる多くのデバイスを作製した。キャパシタンスは携帯型マルチメータを用いて測定し、絶縁体のいずれかの側の金属に接続した。トランジスタの他の決定パラメータは、対向するドレインおよびソース電極の長さ（Ｗ＝２５ｍｍ）およびそれらの互いの距離（Ｌ＝１００μｍ）である。
【００９５】
トランジスタに加えられる電圧はソース電極の電位に関連する。ｐ型ゲート材料の場合、負の電位がゲートに加えられると、正電荷のキャリア（正孔）がゲート絶縁体の他方の側の半導体内に蓄積される（ｎチャンネルのＦＥＴに対し、正の電圧が加えられる）。これは蓄積モードと呼ばれる。ゲート絶縁体Ｃｉのキャパシタンス／領域は誘起した電荷の量を決定する。負の電位ＶＤＳがドレインに加わるとき、蓄積されたキャリアは、主に蓄積されたキャリアの密度および、重要なことには、ソース−ドレインチャンネルにおけるそれらの移動度に依存するソース−ドレイン電流ＩＤＳを生成する。ドレインおよびソース電極の構造、サイズ、間隔等の幾何学的因子もまた電流に影響する。ゲートおよびドレイン電圧の代表的な範囲がデバイスの検討中に走査される。ソース−ドレイン電流は式１により表される。
【００９６】
【数１５】
式中、ＶＯはオフセット電圧であり、ＩΩはゲート電圧から独立したオーム電流（ohmic current）であり、物質の有限導電率に依存する。他のパラメータは上に記載されている。
【００９７】
電気計測のために、試料ホルダ内にトランジスタ試料を載置した。マイクロプローブ接続をKarl Suss PH100ミニチュアプローブヘッドを用いてゲート、ドレインおよびソース電極に行った。これらはHewlett-Packard 4155Bパラメータアナライザーに連結した。ドレイン電圧を−２０Ｖに設定し、ゲート電圧を＋２０から−６０Ｖに１Ｖきざみで走査した。
【００９８】
【数１６】
のとき、ソース−ドレイン電流はＶＧに対して直線的に変化する。このように、電界効果移動度（field effect mobility）は、式２により与えられるＩＤＳ対ＶＧの勾配から計算することができる。
【００９９】
【数１７】
【０１００】
架橋前後の製剤されたフィルム内の電荷の電界効果移動度を比較した。
例１：本発明の製剤の非架橋フィルムを含有するＦＥＴデバイスを構成した。物質の電界効果移動度は図１に示す移動曲線により１．１６×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであることが分かった。
【０１０１】
例２：本発明の製剤の架橋フィルムを含有するＦＥＴデバイスを構成した。物質の電界効果移動度は図２に示す移動曲線により５．５０×１０−４ｃｍ２／Ｖｓであることが分かった。半導体製剤の架橋はＦＥＴデバイスのデバイス特性に実質的に逆効果を与えることがないことが観察された。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】物質の電界効果移動度を示す移動曲線。
【図２】物質の電界効果移動度を示す移動曲線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体材料と物質の混合物を基板に被覆し、前記半導体材料を架橋することにより半導体層を製造する方法であって、前記物質が前記半導体材料のＴｇより低い架橋前の混合物のＴｇをもたらす、前記方法。
【請求項２】
架橋を、該混合物のＴｇに近い温度で行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記物質それ自体が、半導体材料を架橋することが可能な官能基を含有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
半導体材料が、該半導体材料を架橋することが可能な官能基を含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
半導体材料が、少なくとも１つの架橋性基を有するπ−共役半導体ポリマーを含有する、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
π−共役半導体ポリマーが、ポリ（ｐ−フェニレン−ビニレン）、ポリフルオレン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリチオフェン、ポリピロールおよび／またはトリアリールアミン単位を含有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
π−共役半導体ポリマーが、少なくとも５重量％および好ましくは少なくとも４０重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％の関連する架橋基を含有するトリアリールアミン単位を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
π−共役半導体ポリマーが、場合によって置換されたトリアリールアミン単位およびそれらの関連する架橋基のみからなる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
π−共役半導体ポリマーが、２〜４００の共役単位、より好ましくは５〜２００の共役単位、最も好ましくは７〜１４０の共役単位を含有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
官能性架橋性基がオキセタン基を含有する、請求項３〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
架橋を光化学的に開始する、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
半導体材料および前記材料のＴｇより低い混合物のＴｇをもたらす物質との混合物を基板上に溶液として被覆する、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
π−共役ポリマー中のモノマー単位の総数に対するπ−共役ポリマー中の架橋基の数の比が０．１〜０．６、より好ましくは０．２〜０．３である、請求項３〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
混合物中の半導体材料のＴｇを低下させる前記物質の量が、架橋開始時における前記物質および半導体材料の混合物に対して好ましくは５〜６０重量％、より好ましくは少なくとも１０重量％、さらに好ましくは少なくとも２５重量％、さらに好ましくは少なくとも４０重量％である、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の方法により、基板上に架橋した半導体層である第１層を形成し、第２層以上の層形成材料の溶液または懸濁液の堆積により第１層の上に第２層を形成することによる多層デバイスの製造方法であって、第１の架橋された半導体層が第２層の堆積に用いる溶媒または懸濁化媒体に実質的に不溶性である、前記方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載の方法により製造された半導体層を含有するデバイス。
【請求項１】
半導体材料と物質の混合物を基板に被覆し、前記半導体材料を架橋することにより半導体層を製造する方法であって、前記物質が前記半導体材料のＴｇより低い架橋前の混合物のＴｇをもたらす、前記方法。
【請求項２】
架橋を、該混合物のＴｇに近い温度で行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記物質それ自体が、半導体材料を架橋することが可能な官能基を含有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
半導体材料が、該半導体材料を架橋することが可能な官能基を含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
半導体材料が、少なくとも１つの架橋性基を有するπ−共役半導体ポリマーを含有する、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
π−共役半導体ポリマーが、ポリ（ｐ−フェニレン−ビニレン）、ポリフルオレン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリチオフェン、ポリピロールおよび／またはトリアリールアミン単位を含有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
π−共役半導体ポリマーが、少なくとも５重量％および好ましくは少なくとも４０重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％の関連する架橋基を含有するトリアリールアミン単位を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
π−共役半導体ポリマーが、場合によって置換されたトリアリールアミン単位およびそれらの関連する架橋基のみからなる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
π−共役半導体ポリマーが、２〜４００の共役単位、より好ましくは５〜２００の共役単位、最も好ましくは７〜１４０の共役単位を含有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
官能性架橋性基がオキセタン基を含有する、請求項３〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
架橋を光化学的に開始する、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
半導体材料および前記材料のＴｇより低い混合物のＴｇをもたらす物質との混合物を基板上に溶液として被覆する、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
π−共役ポリマー中のモノマー単位の総数に対するπ−共役ポリマー中の架橋基の数の比が０．１〜０．６、より好ましくは０．２〜０．３である、請求項３〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
混合物中の半導体材料のＴｇを低下させる前記物質の量が、架橋開始時における前記物質および半導体材料の混合物に対して好ましくは５〜６０重量％、より好ましくは少なくとも１０重量％、さらに好ましくは少なくとも２５重量％、さらに好ましくは少なくとも４０重量％である、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の方法により、基板上に架橋した半導体層である第１層を形成し、第２層以上の層形成材料の溶液または懸濁液の堆積により第１層の上に第２層を形成することによる多層デバイスの製造方法であって、第１の架橋された半導体層が第２層の堆積に用いる溶媒または懸濁化媒体に実質的に不溶性である、前記方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載の方法により製造された半導体層を含有するデバイス。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２００７−５１４２９８（Ｐ２００７−５１４２９８Ａ）
【公表日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３７４０５（Ｐ２００６−５３７４０５）
【出願日】平成１６年１０月２８日（２００４．１０．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００４５３４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５３０５６
【国際公開日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【出願人】（５９１０３２５９６）メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング (1,043)
【氏名又は名称原語表記】Ｍｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ
【住所又は居所原語表記】Ｆｒａｎｋｆｕｒｔｅｒ Ｓｔｒ． ２５０，Ｄ−６４２９３ Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｆｅｄｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２８日（２００４．１０．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００４５３４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５３０５６
【国際公開日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【出願人】（５９１０３２５９６）メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング (1,043)
【氏名又は名称原語表記】Ｍｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ
【住所又は居所原語表記】Ｆｒａｎｋｆｕｒｔｅｒ Ｓｔｒ． ２５０，Ｄ−６４２９３ Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｆｅｄｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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